JP2022092284A - Liquid discharge head and method for manufacturing liquid discharge head - Google Patents
Liquid discharge head and method for manufacturing liquid discharge head Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022092284A JP2022092284A JP2020205008A JP2020205008A JP2022092284A JP 2022092284 A JP2022092284 A JP 2022092284A JP 2020205008 A JP2020205008 A JP 2020205008A JP 2020205008 A JP2020205008 A JP 2020205008A JP 2022092284 A JP2022092284 A JP 2022092284A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- port
- communication port
- communication
- row
- resin layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 114
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 84
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 79
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 79
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 7
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 14
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 10
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 7
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 5
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 5
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 3
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 229920002614 Polyether block amide Polymers 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004200 TaSiN Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、フィルタとして機能することが可能な層を備え、液体を吐出する液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head and a method for manufacturing a liquid discharge head, which comprises a layer capable of functioning as a filter and discharges a liquid.
特許文献1には、液体吐出ヘッドにおいて、基板の剛性に応じて部分的に封止材の量を異ならせて塗布することで、封止材の硬化収縮による応力で生じた引っ張り力を、基板の剛性に応じた引っ張り力とすることで、基板の変形を抑制することが開示されている。
In
また、特許文献2には、先細状構造体からなる突起体と、貫通孔と、を有するゴミを捕集するフィルタを備えた液体吐出ヘッドが開示されている。
Further,
しかし、封止材はロット毎に特性が異なる場合があり、特許文献1の方法では、基板に対して実際に作用する封止材の応力の影響がどの程度であるかは分かりづらく、封止材のロット毎のばらつきによって、基板の変形や破損が生じる虞がある。
However, the characteristics of the encapsulant may differ from lot to lot, and in the method of
また、特許文献2のようなフィルタを形成するには工程が煩雑となる虞がある。
Further, there is a possibility that the process becomes complicated in order to form the filter as in
よって本発明は、基板の変形や破損を抑制し、且つ工程を複雑化することなくフィルタとして機能することが可能な層の形成が可能な液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法を実現することを目的とする。 Therefore, the present invention realizes a liquid discharge head and a method for manufacturing a liquid discharge head capable of forming a layer capable of suppressing deformation or breakage of the substrate and functioning as a filter without complicating the process. With the goal.
そのため本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数の吐出口が列を成した吐出口列を有した吐出口プレートと、前記吐出口プレートを支持し、かつ前記吐出口と連通した供給口を有する基板と、前記吐出口プレートと前記基板との間に設けられ、前記吐出口プレートと前記基板との密着性を向上させる樹脂層と、前記基板の周囲に付与された封止材と、を備えた液体吐出ヘッドであって、前記樹脂層は、前記供給口を覆って設けられ、前記供給口から供給された液体を前記吐出口へと導く複数の連通口を有し、前記連通口は、前記吐出口列に近い側の複数の第一連通口からなる第一連通口列と、前記第一連通口列よりも前記吐出口列から離れた複数の第二連通口からなる第二連通口列との列を成しており、前記第一連通口列と前記第二連通口列との間の前記樹脂層は、前記吐出口列の配列方向に、少なくとも、複数の前記第一連通口または複数の前記第二連通口に亘って延在する直線を含む直線部を有し、前記第一連通口と、前記第二連通口とは、千鳥配置になっていることを特徴とする。 Therefore, the liquid discharge head of the present invention has a discharge port plate having a row of discharge ports in which a plurality of discharge ports for discharging liquid are arranged, and a supply port that supports the discharge port plate and communicates with the discharge port. A resin layer provided between the discharge port plate and the substrate to improve the adhesion between the discharge port plate and the substrate, and a sealing material provided around the substrate. The resin layer is provided so as to cover the supply port, and has a plurality of communication ports for guiding the liquid supplied from the supply port to the discharge port. Is from a first series of outlets consisting of a plurality of first series outlets on the side closer to the discharge port row and a plurality of second outlets farther from the discharge port row than the first series outlet row. The resin layer is formed in a row with the second communication port row, and the resin layer between the first series passage port row and the second communication port row is at least a plurality in the arrangement direction of the discharge port row. Has a straight portion including a straight line extending over the first series of passages or a plurality of the second communication ports, and the first series of passages and the second communication port are arranged in a staggered manner. It is characterized by being.
本発明によれば、基板の変形や破損を抑制し、且つ工程を複雑化することなくフィルタとして機能することが可能な層の形成が可能な液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法を実現することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there is realized a method for manufacturing a liquid discharge head and a liquid discharge head capable of forming a layer capable of suppressing deformation or breakage of a substrate and functioning as a filter without complicating the process. be able to.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態を適用可能な液体吐出ヘッド1の内部構造がわかるように、ノズルプレート2の一部分を省略して示す斜視図である。液体吐出ヘッド1は、記録素子5を備えた記録素子基板4と、記録素子基板4に支持されたノズルプレート(吐出口プレート)2と、を備えている。ノズルプレート2は、記録素子基板4の記録素子5が設けられた面と対向する対向面を貫通して設けられた複数の孔を有している。ノズルプレート2は、樹脂材料で構成されており、複数の孔はフォトリソグラフィ技術やエッチング技術を用いて一括して設けられている。
FIG. 1 is a perspective view showing a part of the
ここで、ノズルプレート2に設けられた孔は、記録素子5が設けられた記録素子基板4の面と対向する位置に開口する第1の開口部と、液体を吐出する側に設けられた第2の開口部と、を連通することで設けられている。複数の孔は、記録素子5により発生される熱エネルギを利用して液体を吐出する吐出口3として用いられ、所定のピッチで一列に配列した吐出口列を構成している。
Here, the holes provided in the
記録素子基板4に設けられる記録素子5としては、電気熱変換素子(ヒーター)または、圧電素子(ピエゾ素子)等を用いることができる。記録素子基板4における吐出口列に対向する位置には、複数の吐出口3と対応して複数の記録素子5が設けられており、複数の記録素子5は記録素子列を成している。記録素子列は記録素子基板4に2列設けられており、記録素子列の間の位置には、記録素子基板4を貫通して設けられ、記録素子5にインクを供給するためのインク供給口6が設けられている。さらに、ノズルプレート2と記録素子基板4とが接合される事で、ノズルプレート2に凹部として設けられた空間は、液体が通るインク流路7となる。またノズルプレート2と記録素子基板4との間には、ノズルプレート2と記録素子基板4との密着性を高めるための不図示の密着層が設けられている。
As the
記録素子基板4には、記録素子5に電気を供給するのに用いるコンタクトパッド8が設けられている。記録素子基板4のコンタクトパッド8へ電気的な接続を行い、記録素子5に電気が供給されて液体の吐出動作を行う。
The
図2は、液体吐出ヘッド1を示す図であり、図2(a)は、図1のII-IIにおける断面図、図2(b)は、図2(a)のIIb-IIbにおける断面図である。液体吐出ヘッド1では、記録素子5や不図示の電気配線層、不図示の電気絶縁層などを積層する。記録素子基板4上に、電気絶縁層をインクから保護する目的およびノズルプレート2と記録素子基板4との密着性向上を目的として有機樹脂層9が設けられている。有機樹脂層9は、記録素子基板4を貫通して設けられたインク供給口6を覆って設けられ、有機樹脂層9には、インク供給口6上に複数の連通口10が設けられている。インク供給口6から供給されたインクは、連通口10を通過してインク流路7に入る。
2A and 2B are views showing a
有機樹脂層9には例えば、商品名:HL-1200CH(日立化成株式会社製)およびHPC-5020(日立化成株式会社製)等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、感光性レジストである、商品名:PR-1000D1(日本化薬株式会社製)およびSU-8(日本化薬株式会社)等を用いてもよい。
For the
有機樹脂層9は、記録素子基板4上の電気絶縁層をインクから保護するために設けられているが、インク供給口6からインク流路7へのインクの流れにおいては抵抗体となるため、薄く形成されることが好ましい。具体的にはインクへの耐性の観点から厚さ1μm以上、インク吐出特性の観点から厚さ3μm以下が好ましい。これにより、吐出特性を損なうことなく、記録素子基板4上の配線層をインクから保護することができる。
The
また、有機樹脂層9は、インクに含まれたゴミ等のインク流路7への侵入を防ぐフィルタとしての機能を有する。インク供給口6から供給されたインクが有機樹脂層9の連通口10を通過してインク流路7へ侵入する際に、連通口10の孔の寸法よりも大きなゴミは有機樹脂層9に捕集される。これによって、インク供給口6から供給されたインク内のゴミ等がインク流路7へ侵入することを防ぐことができる。本実施形態では、有機樹脂層9を形成する際に、フィルタの形状にパターニングすることで、有機樹脂層9にフィルタ機能を付加することができるため、容易にフィルタを形成することができる。
Further, the
液体吐出ヘッド1は、記録素子基板4が、インクなどの液体を収容する不図示のタンクと接着剤により接合される。また、記録素子基板4と、コンタクトパッド8を介して接合される不図示の電気配線基板と、の電気接合部は、インクが触れることによるショートや腐食、また外部から作用する力による断線等から保護するために、電気接合部を封止材により被覆保護される。
The
熱硬化性の樹脂である封止材は、加熱されることで硬化するが、硬化後に冷却することで収縮する。封止材が収縮する際に封止材の内部には応力が発生し、記録素子基板4を封止材側に引っ張る。このような応力による引っ張る力を記録素子基板4の全体に均等にかけるために、記録素子基板4は、電気接合部のみならず記録素子基板4の周囲を封止材により被覆保護される。
The encapsulant, which is a thermosetting resin, cures when heated, but shrinks when cooled after curing. When the encapsulant shrinks, stress is generated inside the encapsulant, and the
しかし、封止材の塗布量調整の制御ミス、あるいは封止材の材料ロットのばらつきによって、ごく稀に記録素子基板4の破損に至る場合がある。これは、引っ張られる力に記録素子基板4の剛性が耐えられないことが一因と考えられる。このような記録素子基板4の破損を防ぐには、記録素子基板4が破損しない程度の引っ張り力となるように封止材の量を調整することが求められる。しかし、封止材の応力による引っ張り力が、実際にどの程度だけ記録素子基板4に作用しているかは分かりづらく、封止材のロット毎のばらつきによって記録素子基板4の変形や破損が生じる虞があった。
However, in rare cases, the
そこで、本実施形態では、有機樹脂層9を用いて記録素子基板4の変形を目視で確認することで、記録素子基板4にかかる引っ張り力の程度を確認し、封止材の塗布量調整の手間を簡素化する。以下、この方法について詳細に説明する。
Therefore, in the present embodiment, by visually confirming the deformation of the
図2に示すように、本実施形態の有機樹脂層9は、記録素子基板4における1つの吐出口列と対応して、2列の連通口10の列を備えており、記録素子基板4には2列の吐出口列があることから、有機樹脂層9は、4列の連通口10の列を備えている。各吐出口列に対応する2列の連通口10の列は同様であるため、以下では一方の吐出口列に対応する2列の連通口10の列について説明する。
As shown in FIG. 2, the
ここで、2列の連通口10の列のうち吐出口列に近い側の列の連通口10を第一連通口13、吐出口列から遠い側の列の連通口10を第二連通口14とする。第一連通口13および第二連通口14のそれぞれは、吐出口列が延在する方向(矢印x方向)に延びる直線状に配置されており、第一連通口13の列および第二連通口14の列が隣接して設けられている。第一連通口13および第二連通口14は、形状が正方形であり、第一連通口13の列におけるピッチ(第一ピッチ)と、第二連通口14の列におけるピッチ(第二ピッチ)とが同一ピッチで設けられている。また、第一連通口13および第二連通口14の矢印x方向における位置は、互いに半ピッチ分ずれて設けられている。つまり、第一連通口13の列と第二連通口14の列とでは、第一連通口13と第二連通口14とが千鳥状に配置されている。また、第一連通口13の列と第二連通口14の列との間は、有機樹脂層9が直線状(略直線)となった直線部20が構成されている。直線部20は、吐出口列の配列方向に延在しており、直線部20の幅は、2μm以上、8μm未満が好ましい。また、第一連通口13および第二連通口14における一辺の長さは、30μm以上、50μm未満が好ましい。なお、直線部20は、吐出口列の配列方向に、少なくとも、複数の第一連通口13または複数の第二連通口14に亘って延在していればよい。
Here, of the two rows of
以下、記録素子基板4と有機樹脂層9との変形について説明する。
Hereinafter, the deformation of the
封止材の硬化によって記録素子基板4に生じる引っ張り力によって記録素子基板4は変形する。記録素子基板4の変形に伴って、記録素子基板4上に設けられた有機樹脂層9も記録素子基板4と同時に変形する。有機樹脂層9の変形では、貫通孔である連通口が設けられている部分が最も変形しやすく変形量も多くなる。
The
図3は、記録素子基板4の変形と共に変形する有機樹脂層9を示した図である。図3のように有機樹脂層9は、変形することで連通口10の形状が変わる。本実施形態では、有機樹脂層9の変形前に四角形だった連通口10の形状は、有機樹脂層9の変形後に五角形に変わっている。つまり、直線状に設けられた第一連通口13の列(第一連通口列)と第二連通口14の列(第二連通口列)との間の有機樹脂層9の直線部20が、有機樹脂層9の変形によって直線状からジグザグ状に変わることで、連通口10の形状が四角形から五角形に変わる。なお、変形前の連通口10の形状は、四角形に限定するものではなく、変形後の連通口10の形状も五角形に限定するものではない。つまり、連通口10の形状は、直線状に設けられた第一連通口13の列と第二連通口14の列との間の有機樹脂層9の直線部20が直線状から変形(本実施形態ではジグザグ状に変形)するのを認識できる多角形形状であればよい。その際、連通口10が直線部20に対して、辺で接するように連通口10を設けることで、直線部20の変形がより分かり易くなる。
FIG. 3 is a diagram showing an
また、本実施形態のように、第一連通口13の列と第二連通口14の列との間の有機樹脂層9の直線部20に対して、隣接する第一連通口13(又は隣接する第二連通口14)同士の間の有機樹脂層9が、直交することが好ましい(図2参照)。直線部20に対して、隣接する第一連通口13(又は隣接する第二連通口14)同士の間の有機樹脂層9が直交することで、直線部20の変形がより分かり易くなる。更には、本実施形態のように、矢印x方向と交差する矢印y方向において、第一連通口13と第二連通口14とが部分的にオーバーラップするように配置されていることが好ましい。矢印y方向において、第一連通口13と第二連通口14とが部分的にオーバーラップして配置されていると、第一連通口13の列と第二連通口14の列との間の有機樹脂層9の変形がより分かり易くなる。
Further, as in the present embodiment, the first series of passages 13 (which are adjacent to the
このように、本実施形態では、記録素子基板4と共に有機樹脂層9が変形することによって直線部20が変形することで、記録素子基板4が破損に至る前兆を目視で確認することができる。直線部20の変形を目視で判断することで記録素子基板4の変形を認知することができるため、計測器等を用いることなく記録素子基板4の変形を認知することができる。ノズルプレート2は半透明の樹脂であり、光を透過するため、ユーザは、ノズルプレート2を介して有機樹脂層9における直線部20の変形を目視で確認することができる。
As described above, in the present embodiment, the
ユーザは、直線部20が変形したのを確認した場合には、封止材の塗布量が多く、記録素子基板4に強い引っ張り力が生じており破損の虞があると判断することができる。そこで、次の液体吐出ヘッド1の製造において、記録素子基板4の周囲を被覆保護する封止材の塗布量を減らすことで、記録素子基板4の破損や変形を抑制することができる。このように、直線部20の形状を目視で確認することで、封止材の塗布量の増減の判断が可能となり、塗布量の調整を容易に行うことができる。
When the user confirms that the
なお、直線部20の変形を、目視ではなく画像認識等の装置で検出して変形の有無を判定してもよい。
The deformation of the
また、このようなフィルタの機能を有する有機樹脂層9は、有機樹脂層9のパターニングの際に、フィルタとして機能するようにパターニングすることで形成することができる。そのため、フィルタを形成する工程として新たに工程を追加することなくゴミ捕集フィルタを容易に形成することができる。
Further, the
図4は、本実施形態における液体吐出ヘッド1の製造方法を工程順に示した図である。以下、図面を参照して液体吐出ヘッド1の製造方法を説明する。
FIG. 4 is a diagram showing the manufacturing method of the
図4(a)に示すようにSi結晶方位が〈100〉面のSi基板40(記録素子基板4)上に、蓄熱層(不図示)として熱酸化によりSiO2を0.6μmの厚さで形成する。その後フォトリソグラフィ法によりレジスト(不図示)をエッチングマスクとし、その後、CF4を用いて反応性イオンエッチングを行うことで蓄熱層のパターニングを形成する。続いて、スパッタリング法により、記録素子5としてTaSiNを厚さ0.01μmで成膜する。次に電気配線層(不図示)としてAlを、スパッタリング法により蒸着させ、0.6μmの厚さで成膜する。フォトレジスト法によりレジストをエッチングマスクとし、BCl3、Cl2ガスを混合する。反応性イオンエッチングにより所定の形状にエッチングする。
As shown in FIG. 4A, SiO 2 has a thickness of 0.6 μm by thermal oxidation as a heat storage layer (not shown) on a Si substrate 40 (recording element substrate 4) having a Si crystal orientation of <100> plane. Form. After that, a resist (not shown) is used as an etching mask by a photolithography method, and then reactive ion etching is performed using CF 4 to form a patterning of the heat storage layer. Subsequently, a film of TaSiN having a thickness of 0.01 μm is formed as the
その後、O2プラズマアッシングおよび剥離液によりレジストを除去する。再びフォトリソグラフィ法によりエッチングマスクを形成し、記録素子5上のAlをウェットエッチングにより除去し、再びO2プラズマアッシングおよび剥離液によりレジストを除去し、記録素子5および電気配線層(不図示)を形成する。次に、電気絶縁層としてSiN膜をCVD法によって0.3μmの厚さで成膜し、耐キャビテーション層(不図示)としてTaをスパッタリング法にて0.2μmの厚さで成膜する。
Then, the resist is removed by O 2 plasma ashing and a stripping solution. The etching mask is formed again by the photolithography method, Al on the
続いてフォトリソグラフィ法によりエッチングマスクを形成し、CF4を用いた反応性イオンエッチングによって所定の形状にエッチングし、O2プラズマアッシングおよび剥離液によりレジストを除去し、電気絶縁層(不図示)を形成する。さらにフォトリソグラフィ法によりエッチングマスクを形成し、CF4を用いた反応性イオンエッチングによって所定の形状にエッチングし、O2プラズマアッシングおよび剥離液によりレジストを除去し、耐キャビテーション層(不図示)を形成する。この際、インク供給口6の開口部となる耐キャビテーション層は除去されるよう形成する。
Subsequently, an etching mask is formed by a photolithography method, etched into a predetermined shape by reactive ion etching using CF 4 , resist is removed by O 2 plasma ashing and a stripping solution, and an electrically insulating layer (not shown) is provided. Form. Furthermore, an etching mask is formed by a photolithography method, etched into a predetermined shape by reactive ion etching using CF 4 , and resist is removed by O 2 plasma ashing and a stripping solution to form a cavitation resistant layer (not shown). do. At this time, the cavitation-resistant layer, which is the opening of the
続いて図4(b)に示すように、有機樹脂層9としてポリエーテルアミド樹脂であるHL-1200CH(日立化成株式会社製)をスピンコート法にて2.0μmの厚さで塗布する。さらにフォトリソグラフィ法によりレジスト(不図示)をエッチングマスクとし、その後、CF4を用いて反応性イオンエッチングを行うことで有機樹脂層9を形成する。この際、のちに形成するインク供給口6上の位置において有機樹脂層9をパターニングし、本実施形態では、一辺の長さが35μmの正方形となるように連通口10を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 4 (b), HL-1200CH (manufactured by Hitachi Kasei Co., Ltd.), which is a polyether amide resin, is applied as the
また、本実施形態では、第一連通口13と第二連通口14との間の有機樹脂層9(直線部20)は、5μm幅で長手方向に直線的に延在するように形成する。さらに隣り合う第一連通口13と第二連通口14とは、半分のピッチでずれた千鳥配置にて形成する。
Further, in the present embodiment, the organic resin layer 9 (straight line portion 20) between the
続いて図4(c)では、基板上にポジ型感光性樹脂層11としてODUR1010A(東京応化工業製)を用いスピンコート法にて15μmの厚さで塗布し、フォトリソグラフィ工程により、パターニングを行いインク流路7のパターンとなる部分を形成する。次にポジ型感光性樹脂層11のパターンが形成された上層にノズルプレート2の部材となるネガ型感光性樹脂層をスピンコート法にて10μmの厚さで成膜し、パターニングすることで吐出口3のパターンを形成する。ネガ型感光性樹脂層としてはEHPE-3150(ダイセル化学工業製)のエポキシ樹脂に感光材を加えたものを使用する。
Subsequently, in FIG. 4 (c), ODUR1010A (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was used as the positive
次に、図4(d)に示すように、記録素子基板4を83℃のTMAH水溶液(濃度22%)中に所定の時間浸漬して異方性エッチングを施し、インク供給口6を形成する。なお異方性エッチングの際、記録素子基板4の表面側にTMAH水溶液が回り込まないように、樹脂レジスト12により記録素子基板4の表面側を保護する。記録素子基板4の裏面側より、バッファードフッ酸によりウェットエッチングを行い、蓄熱層を除去することでインク供給口6を開口する。
Next, as shown in FIG. 4D, the
その後、図4(e)に示すように記録素子基板4の表面を保護していた樹脂レジスト12、インク流路7のパターンを形成していたポジ型感光性樹脂層11、を除去することでノズルプレート2にインク流路7が形成される。
After that, as shown in FIG. 4 (e), the resin resist 12 that protected the surface of the
このようにして形成された記録素子基板4は、ダイシングによりチップ単位に切り出された後、インク供給のためのタンク(不図示)に接続される。さらにコンタクトパッド8を介して記録素子基板4と電気配線基板とが電気的に接合され、記録素子基板4の周囲に封止材を付与し被覆保護した。本実施形態では、上記の方法での塗布量検討の結果、40mgの封止材を用いて記録素子基板4の周囲の被覆保護を行った。
The
その後、加熱により封止材を硬化させたのち、インク供給口6上部の連通口10および直線部20を確認したところ、直線部20が変形するほど延伸していなかった。
Then, after the sealing material was cured by heating, the
このように作製した液体吐出ヘッドにて熱衝撃試験を実施した。試験条件は、0℃→100℃→0℃の温度変化を1サイクル(1時間)として200サイクルを繰り返す、現実起こり得る環境変化の想定よりも過酷なものとした。試験後、液体吐出ヘッドの電気特性を測定するとともに、記録媒体に印刷し画像評価を行ったが、何れも異常は見受けられなかった。また、液体吐出ヘッドの外観を、金属顕微鏡を使用して観察したが、記録素子基板の破損等は確認されなかった。 A thermal shock test was carried out with the liquid discharge head thus produced. The test conditions were harsher than the assumption of an environmental change that could actually occur, in which a temperature change of 0 ° C. → 100 ° C. → 0 ° C. was set as one cycle (1 hour) and 200 cycles were repeated. After the test, the electrical characteristics of the liquid discharge head were measured and printed on a recording medium for image evaluation, but no abnormalities were found in any of them. The appearance of the liquid discharge head was observed using a metallurgical microscope, but no damage to the recording element substrate was confirmed.
図5は、比較例として連通口が千鳥配置されていない有機樹脂層50を示した図である。図5(a)は、変形前の有機樹脂層50であり、図5(b)は、変形後の有機樹脂層50である。変形前に正方形の形状であった連通口51は、記録素子基板4の変形と共に変形し、変形後には、長方形に変わっている。しかし、正方形から長方形への形状の変化は、正方形の一部の辺が伸びているか否かで判断することから、目視での見極めが困難である。
FIG. 5 is a diagram showing the
また、第一連通口の列52と第二連通口の列53との間の有機樹脂層50は、変形前も変形後も直線状を維持している。そのため、有機樹脂層50の変形を第一連通口の列52と第二連通口の列53との間の有機樹脂層50から判断するのは困難である。
Further, the
上記のように、連通口51が千鳥配置されていない有機樹脂層50の場合、変形を目視で判断するのは困難である。これに対し、本実施形態のように、連通口10が千鳥配置された有機樹脂層9の場合、第一連通口13の列と第二連通口14の列との間の有機樹脂層9の直線部20を目視することで、変形の有無を容易に判断することができる。更に、有機樹脂層9をフィルタとして用いることから、フィルタの形成を容易に行うことができる。
As described above, in the case of the
このように、有機樹脂層9において、連通口10を千鳥配置とし、第一連通口13の列と第二連通口14の列との間の有機樹脂層9に直線部20を設ける。これによって、基板の変形や破損を抑制し、且つ工程を複雑化することなくゴミ捕集フィルタの形成が可能な液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法を実現することができる。
As described above, in the
1 液体吐出ヘッド
2 ノズルプレート
3 吐出口
4 記録素子基板
6 インク供給口
9 有機樹脂層
10 連通口
13 第一連通口
14 第二連通口
20 直線部
1
Claims (13)
前記吐出口プレートを支持し、かつ前記吐出口と連通した供給口を有する基板と、
前記吐出口プレートと前記基板との間に設けられ、前記吐出口プレートと前記基板との密着性を向上させる樹脂層と、
前記基板の周囲に付与された封止材と、を備えた液体吐出ヘッドであって、
前記樹脂層は、前記供給口を覆って設けられ、前記供給口から供給された液体を前記吐出口へと導く複数の連通口を有し、
前記連通口は、前記吐出口列に近い側の複数の第一連通口からなる第一連通口列と、前記第一連通口列よりも前記吐出口列から離れた複数の第二連通口からなる第二連通口列との列を成しており、
前記第一連通口列と前記第二連通口列との間の前記樹脂層は、前記吐出口列の配列方向に、少なくとも、複数の前記第一連通口または複数の前記第二連通口に亘って延在する直線を含む直線部を有し、
前記第一連通口と、前記第二連通口とは、千鳥配置になっていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 A discharge port plate having a row of discharge ports in which a plurality of discharge ports for discharging liquid are formed in a row, and a discharge port plate.
A substrate that supports the discharge port plate and has a supply port that communicates with the discharge port.
A resin layer provided between the discharge port plate and the substrate to improve the adhesion between the discharge port plate and the substrate,
A liquid discharge head provided with a sealing material provided around the substrate.
The resin layer is provided so as to cover the supply port, and has a plurality of communication ports for guiding the liquid supplied from the supply port to the discharge port.
The communication port is a first series of outlets composed of a plurality of first series of outlets on the side closer to the discharge port row, and a plurality of second outlets farther from the first series of outlet rows than the first series of outlet rows. It forms a line with the second communication port row consisting of communication ports.
The resin layer between the first series of passages and the second series of passages has at least a plurality of the first series of passages or a plurality of the second communication ports in the arrangement direction of the discharge port rows. Has a straight line portion including a straight line extending over
The liquid discharge head is characterized in that the first communication port and the second communication port are arranged in a staggered manner.
前記基板上に、樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層の上に、吐出口プレートを形成する工程と、
前記吐出口プレートに複数の吐出口が列を成した吐出口列を形成する工程と、
前記基板に、前記基板を貫通した供給口を形成する工程と、
前記供給口が形成された前記基板の周囲に封止材を付与する工程と、を有した液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記樹脂層は前記供給口を覆って形成され、
前記樹脂層に、前記供給口から供給された液体を前記吐出口へと導く複数の連通口であり、前記吐出口列に近い側の複数の第一連通口からなる第一連通口列と、前記第一連通口列よりも前記吐出口列から離れた複数の第二連通口からなる第二連通口列とを形成し、
前記第一連通口列と前記第二連通口列との間の前記樹脂層に、前記吐出口列の配列方向に、少なくとも、複数の前記第一連通口または複数の前記第二連通口に亘って延在する直線を含む直線部を形成し、
前記第一連通口と、前記第二連通口とを、千鳥配置に形成し、
前記直線部を確認して前記封止材の塗布量を調整することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 The process of forming the substrate and
The process of forming a resin layer on the substrate and
A step of forming a discharge port plate on the resin layer and
A step of forming a discharge port row in which a plurality of discharge ports are formed on the discharge port plate, and
A step of forming a supply port penetrating the substrate on the substrate, and
A method for manufacturing a liquid discharge head, comprising a step of applying a sealing material around the substrate on which the supply port is formed.
The resin layer is formed so as to cover the supply port.
A plurality of communication ports for guiding the liquid supplied from the supply port to the resin layer to the discharge port, and a first series of communication ports composed of a plurality of first series of ports on the side close to the discharge port row. And a second communication port row composed of a plurality of second communication ports farther from the discharge port row than the first series communication port row.
In the resin layer between the first series of passages and the second series of outlets, at least a plurality of the first series of passages or a plurality of the second communication ports in the arrangement direction of the discharge port rows. Forming a straight line including a straight line extending over
The first series of passages and the second communication opening are formed in a staggered arrangement.
A method for manufacturing a liquid discharge head, which comprises checking the straight portion and adjusting the coating amount of the sealing material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020205008A JP7570910B2 (en) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | LIQUID DISCHARGE HEAD AND METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID DISCHARGE HEAD |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020205008A JP7570910B2 (en) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | LIQUID DISCHARGE HEAD AND METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID DISCHARGE HEAD |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022092284A true JP2022092284A (en) | 2022-06-22 |
JP7570910B2 JP7570910B2 (en) | 2024-10-22 |
Family
ID=82068059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020205008A Active JP7570910B2 (en) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | LIQUID DISCHARGE HEAD AND METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID DISCHARGE HEAD |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7570910B2 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002331668A (en) | 2001-05-11 | 2002-11-19 | Canon Inc | Liquid discharge head |
JP4455282B2 (en) | 2003-11-28 | 2010-04-21 | キヤノン株式会社 | Inkjet head manufacturing method, inkjet head, and inkjet cartridge |
JP2011183693A (en) | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Seiko Epson Corp | Filter, liquid ejection head, and liquid ejector |
JP6218550B2 (en) | 2013-10-17 | 2017-10-25 | キヤノン株式会社 | Liquid discharge head |
JP2016043587A (en) | 2014-08-22 | 2016-04-04 | キヤノン株式会社 | Recording device |
JP2018051949A (en) | 2016-09-29 | 2018-04-05 | キヤノン株式会社 | Transfer device, transfer method and method for production of liquid discharge head |
-
2020
- 2020-12-10 JP JP2020205008A patent/JP7570910B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7570910B2 (en) | 2024-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1923219B1 (en) | Inkjet head | |
US8037603B2 (en) | Ink jet head and producing method therefor | |
US7523553B2 (en) | Method of manufacturing ink jet recording head | |
US7753502B2 (en) | Method of manufacturing ink jet recording head, ink jet recording head, and ink jet cartridge | |
US7926909B2 (en) | Ink-jet recording head, method for manufacturing ink-jet recording head, and semiconductor device | |
EP0838336B1 (en) | Ink jet head and a method of manufacturing the same | |
US5132707A (en) | Ink jet printhead | |
JP5106601B2 (en) | Method for manufacturing liquid discharge head substrate, method for manufacturing liquid discharge head, and method for inspecting liquid discharge head substrate | |
US8377828B2 (en) | Method of manufacturing a substrate for a liquid discharge head | |
US20090244198A1 (en) | Ink jet recording head, manufacturing method thereof, and electron device | |
KR20120047860A (en) | A thermal inkjet print head with solvent resistance | |
US6364468B1 (en) | Ink-jet head and method of manufacturing the same | |
KR100528350B1 (en) | Piezoelectric actuator of ink-jet printhead and method for forming threrof | |
US8465659B2 (en) | Polymer layer removal on pzt arrays using a plasma etch | |
KR100452850B1 (en) | Print head of ink-jet printer and fabrication method therefor | |
JP2022092284A (en) | Liquid discharge head and method for manufacturing liquid discharge head | |
US8182072B2 (en) | Substrate for inkjet printing head and method for manufacturing the substrate | |
JP7150500B2 (en) | LIQUID EJECTION HEAD AND METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID EJECTION HEAD | |
JP4905046B2 (en) | Inkjet head manufacturing method and inkjet head | |
JP4235420B2 (en) | Substrate processing method | |
US20160059562A1 (en) | Method of manufacturing element substrate | |
JP5224782B2 (en) | Method for manufacturing liquid discharge head | |
US7901045B2 (en) | Ink jet recording head and method for manufacturing the same | |
US12122160B2 (en) | Channel member and liquid ejection head | |
JP2006035853A (en) | Manufacturing method for inkjet recording head, inkjet recording head, substrate for recording head, and inkjet cartridge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231201 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240617 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240625 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240826 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240910 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20241009 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7570910 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |